环境分析与监测--第二章.ppt

第二章：水和废水监测,第一节：概 述 第二节：水质监测方案的制订 第三节：水样的采集和保存,第四节：水样的预处理 第五节：物理性质的检验 第六节：金属化合物的测定 第七节：非金属无机物的测定 第八节：有机化合物的测定,第一节 概 述,水资源保护的意义,1.1 水资源及其水质污染,水质污染的类别：,化学型污染 物理型污染 生物型污染,水体自净,污染物进入水体,被稀释,挥发、絮凝、水解、络合、氧化还原及生物降解等一系列复杂的物理、化学变化和生物转化,污染物浓度降低并发生质变,1.2 水质监测的对象和目的,对象,环境水体监测：地表水（江、河、湖、库、海水）及地下水；,水污染源监测：生活污水、医院污水及工业废水,目的,依水体功能和污染物的类型不同而异。,1.3 监测项目,地面水监测项目 工业废水监测项目 生活污水监测项目 医院污水监测项目,1.4 水质监测分析方法,分析方法选择的原则：,灵敏度能满足定量要求； 方法成熟、准确； 操作简便，易于普及； 抗干扰能力好。,分析方法分三个层次：,国家标准分析方法 统一分析方法 等效方法,分类,化学法（占50%以上）、电化学法、原子吸收分光光度法、离子色谱法、等离子体发射光谱（ICP-AES）法,第二节：水质监测方案的制订,2.1 地面水监测方案的制订,2.1.1 基础资料的收集,监测方案是一项监测任务的总体构思和设计。,2.1.2 监测断面和采样点的设置, 监测断面设置的原则,对照断面 控制断面 削减断面, 河流监测断面的设置,湖泊、水库监测断面的设置,A、江河采样点位的确定,采样垂线: 50m,设中垂泓线 50-100m,左右岸有明显水流处设垂线 100-1000m,左、右、中设垂线 1500m,至少设置5条等距离采样线,采样点位的确定：,采样点: 水深5m,只在水面下0.3-0.5m处设一个采样点 5-10m,水面下0.3-0.5m及河底以上0.5m各设一采样点 10-50m,设三个采样点,中间,水下0.3-0.5m,水底上0.5m,B、湖泊、水库采样垂线和采样点的设置（方法与河流相同）,2.1.3采样时间和采样频率的设定,目的：使采集的水样能够反映水质在时间及空间上的变化规律,原则：P26、5点,2.1.4 采样及监测技术的选择,2.1.5 结果表达、质量保证及实施计划,2.2 地下水质监测方案的制订（大体上与地表水一致）,2.3 水污染源监测方案的制订,工业废水源 生活污水源 医院污水源,工业废水,生活废水和医院污水,采水点的设置,采样时间和采样频率 工业废水的污染物含量和排放量常随工业条件及开工率的不同而有很大差异，故采样时间、周期和频率的设置较为复杂,一般情况下，一个生产周期每半个小时或1个小时采样1次，混合测均值 对浓度变化大的废水，5-10分钟采样1次 稳定的废水，找出浓度变化的规律后，采样频率可大大降低,3.1 地表水样的采集,采样前的准备,第三节：水样的采集和保存,采样方法和采样器,对采样器具的材质要求：化学性能稳定，大小与形状适宜，不吸附预测组分。,水样的类型,采地表水：用桶、瓶等，沉至水面下0.3-0.5m 采深层水：用专用采样器，沉至水面下0.3-0.5m,瞬时水样,混合水样,综合水样,3.2 废水样品的采集,采集方法,浅水采样 深层水采样 自动采样,废水样类型,瞬时废水样 平均废水样,3.3 地下水的采集,用抽水机设备采集水样,3.4 底质样品的采集,底质监测断面的设置原则同水质监测断面，其位置尽可与水监测断面重合 采样频率较水样低,3.5 流量的测量,流速仪法 浮标法 堰板法,容器 ： 材质要求：性能稳定，杂质含量少 常用容器：玻璃、石英、聚丁烯、聚四氟乙烯,3.6 水样的运输和保存,水样的运输,封口、避震、冷藏、保温,水样的保存,保存水样方法,冷藏或冷冻法 加入化学试剂保存法,加入生物抑制剂 调节PH值 加入氧化剂或还原剂,水样的过滤或离心分离 采用0.45m 过滤膜；对泥砂型水样也可用离心方法处理,第四节：水样的预处理,水样预处理的目的：,环境水样成分复杂，需消除共存组分干扰 污染物组分含量低，需富集 欲测组分存在形态各异，需进行处理以使其全部转化为适于测定方法要求的形态,湿式消解法,4.1 水样的消解（测定水样中的无机元素时需消解处理）,干灰化法,4.2 富集与分离,欲测组分含量过低时，低于分析方法的检测限，须富集 有干扰组分时，须分离。, 挥发和蒸发浓缩,挥发分离法：将欲测组分转化为易挥发物，用惰性气体带走 蒸发浓缩：蒸发去水分，浓缩欲测组分, 蒸馏法：, 溶剂萃取法,原理：,分配系数K：K =,欲测组分有机相中浓度,欲测组分在水中浓度,分配比D： D =,A有机相,A水,萃取率：E%=,A有机相,A有机相+A水,100,类型: 有机物的萃取：相似相溶 无机物的萃取：,螯合物萃取体系 离子缔合物萃取体系 三元络合物萃取体系 协同萃取体系,原理：先加入一种试剂，使其与水相中的离子态组分相结合，生成一种不带电，易溶于有机溶剂的物质，试剂与有机相、水相共同构成萃取体系，可分为：, 离子交换法, 原理：利用离子交换剂与溶液中离子相交换来进行分离。,离子交换剂,无机离子交换剂,有机离子交换剂：离子交换树脂,强酸性阳离子交换剂: -SO3H、-SO3Na,强碱性阳离子交换剂: -N(CH3)3+X-, 操作程序：,交换柱的制备,交换,洗脱, 应用：富集和分离微量或痕量元素, 共沉淀法,原理：表面吸附、形成混晶、异电核胶态物质相互作用及包藏,利用吸附作用的共沉淀分离 利用生成混晶作用的共沉淀分离 利用有机共沉淀剂进行的共沉淀分离, 吸附法,原理：利用多孔性的固体吸附剂将一种或数种组分吸附于表面的分离方法。,吸附剂：活性炭、氧化铝、分子筛、大网状树脂,解吸：用有机溶剂或加热解吸出来供测定,第五节：物理性质的检验,5.1 水温,5.4 残渣,5.2 颜色,5.3 臭,5.5 电导率,用于推测水中离子的总浓度或含盐量,5.8 矿化度,用于评价水中总含盐量，一般只用于天然水,5.6 浊度,表现水中悬浮物对光线透过时发生的阻碍程度,5.7 透明度,5.9 氧化还原电位,帮助了解水体的电化学特征，分析水体的性质，是一项综合指标。,第六节：金属化合物的测定,测定水体中金属元素广泛采用方法有：分光光度法、原子吸收分光光度法、阳极溶出伏安法、容量法（常量金属分析）,6.1 汞,剧毒物质，特别是有机汞化和物，天然水中一般不超过0.1g/L,冷原子吸收法,原理：汞原子蒸气对253.7nm的紫外光有选择性吸收。,预处理：各种形式的汞,SnCl2,水样经消解,元素汞,载气,吸收池,蒸汽汞,冷原子荧光法,原理：将水种汞离子还原成汞原子蒸气，吸收253.7nm波长光，被激发二产生特征共振荧光。,双硫腙分光光度法,原理：水样于95，在酸性介质中用高锰酸钾和过硫酸钾消解，转变为二价汞，再用双硫腙和二价汞形成橙色鳌合物，萃取后测定。,6.2 镉,原子吸收分光光度法 双硫腙分光光度法 阳极溶出伏安法 示波极谱法,性质：毒性很强，可在人体的肝、肾等组织中蓄积，造成各脏器组织的损坏。,污染源：电镀、采矿、冶炼、染料、电池和化学工业等排放的废水。,第七节：非金属无机物的测定,7.1 酸度和碱度,酸度：水中所含的能与强碱发生中和作用的物质的总量,酸碱指示剂滴定法,总酸度 强酸酸度,用标准氢氧化钠溶液滴定水样至一定酸度，根据其所消耗的量计算酸度。,碱度：指水中所含的能与强酸发生中和作用的物质的总量。测定方法与酸度相同。,7.2 PH值,电位滴定法,PH值与酸碱度既有联系又有区别：PH值表示水的酸碱性的强弱，而酸度、碱度是水中酸或碱物质的含量。,玻璃电极法 比色法,7.3 溶解氧（DO）,碘量法 修正碘量法 氧电极法,第八节：有机化合物的测定,8.1 化学需氧量（COD）,定义：是指水样在一定条件下，氧化1升水样中还原性物质（有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等）所消耗的氧化剂的量，以氧的mg/L表示。,测定方法：,重络酸钾法 恒电流库仑滴定法,8.2 生物需氧量（BOD）,定义：指在有溶解氧的条件下，好氧微生物在分解水中有机物的生物化学氧化过程中所消耗的溶解氧量。,测定方法：,五天培养法 测压法 微生物电极法,8.3 总有机碳（TOC）,定义：以碳的含量表示水体中有机物质总量的综合指标,测定方法：燃烧法,优点：测定采用燃烧法，能将全部有机物质氧化，结果能更加准确反映水样中有机物的含量。,8.4 挥发酚类,容量法 分光光度法（4-氨基安替比林法） 色谱法,性质：高毒物质，人体摄入一定量出现急性中毒症状；长期饮用被酚污染的水，可引起头昏、骚痒、贫血及神经系统障碍。,污染源：炼油、焦化、煤气发生站，木材防腐及某些化工工业废水。,测定方法：,END!, 水是人类社会的宝贵资源，其中其中海水占97.3%，淡水仅占2.7%，而且大部分存在于南北极的冰川、冰盖中，可利用的淡水资源只有河流、淡水湖和地下水的一部分总计不到总量的1% 。,淡水量分布比（）, 水是人类赖以生存的主要物质之一，除饮用外，更大量的用于生活和工农业生产，随着人口的增长和工农业的发展，用水量日益增加，我国是贫水国家。, 由于人类的生产和活动，将大量工业废水、生活污水、农